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2024能源需求转型白皮书.pdf

上传人:宇*** 文档编号:3699202 上传时间:2024-07-15 格式:PDF 页数:45 大小:3.30MB
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资源描述

1、能源需求转型白皮书2024年1月图片来源:Getty Images目录前言执行摘要1 能源需求转型为何至关重要2 三大能源需求杠杆3 商业解决方案整体方案4 商业解决方案推动建筑、工业与交通领域变革的特定干预措施4.1 工业4.2 建筑4.3 交通5 政府领导力结论附录A1 建模方法撰稿人尾注345111315162429333738384044能源需求转型2前言面对全球能源系统的迅速变革,各行各业的领导者需要携手合作,共同加快能源转型的步伐,为人民,社会和地球创造福祉。其中,私营部门有望在促进能源转型方面发挥主导作用。国际工商理事会成员的能源使用量占全球总量的3%,因此,一年前国际工商理事会

2、便决定进一步聚焦解决能源需求的问题,以便在增加经济产出的同时,减少温室气体排放,扩大能源在全球范围内的可及性,但这一问题尚未引起全球范围内的充分 重视。研究表明,如今各行各业均可从不同层面采取实际行动,解决能源需求问题。需求侧的行动具有巨大潜力,能够在短时间内以经济有效的方式将能源需求降低31%(各经济部门总和)。当前的条件已经充分满足降低能源需求的需要,无需额外引入任何新技术,即可收获高回报率。通过需求侧的共同行动,我们可以释放增长潜力,提高生产力,同时推进全球行动重回正轨,实现 巴黎协定 设定的目标。同时,这也有助于落实120多个国家在第28届联合国气候变化大会期间做出的承诺,即将全球年均

3、能源效率提高一倍。感谢国际工商理事会所有成员为这项工作提供的支持。相关研究结果或将激励新兴市场与成熟市场的领导者做出行动。我们的目标是促使全球在能源需求和供给同时加大行动力度,以匹配能源供应水平,最终实现净零碳目标。希望这份白皮书能够激励更多企业与政府加入行动。共同行动,刻不容缓。安娜 博廷桑坦德集团执行主席;国际工商理事会主席施力伟世界经济论坛执行董事能源需求转型2024年1月能源需求转型3执行摘要能源需求侧行动具有重要意义:假设在2030年之前采取措施,能源强度可降低31%,每年可节省高达2万亿美元(见附录“A1:建模方法”)。降低能源强度即单位国内生产总值消耗的能源将能够加快经济增长,推

4、动能源用于生产效率更高的活动,减少能源浪费或过度使用。此外,降低能源强度有助于企业节约成本,维持竞争优势,并减少排放量。本白皮书概述了私营部门与公共部门采取能源需求侧行动的重要性,以及落实这些行动的具体方法。需求侧行动回报率高,且现有技术足以满足行动需求,因此,有必要采取与能源供应行动力度水平相匹配的能源需求侧行动,从而推动实现净零碳目标。在支持经济产出的同时,寻求减缓甚至逆转能源需求增长速度的方法也至关重要。到2050年,全球将新增20亿人口,国内生产总值预计将翻一番。为支持经济增长,落实发展目标,新兴市场与发展中经济体将需要大量低成本能源。与此同时,全球正在努力实现供应端脱碳。能源需求侧与

5、供给侧的协调行动是实现这些变革的最佳路径。降低能耗的行动具有经济可行性,且能够创造经济效益。研究表明,各企业及各个国家或地区均能利用现有杠杆降低能源强度。国际工商理事会成员在建筑、工业与交通领域采取的举措证明,在适当的公共政策支持下,这些行动能够推动全球能源需求降低约三分之一,同时创造更多经济产出。此外,若在全球范围内采取干预措施,或将在十年内收回全部成本,预计每年可节约2万亿美元,具有明显的成本效益。三大杠杆有助于实现这一变革。首先是“节能”杠杆,旨在通过运营方面的优化减少能耗,资金来自运营成本。节能杠杆的效益往往在短时间内显现,但由于其涉及到多项组织内部的协调工作,且需持续推动能源成本降低

6、,其重要性往往被忽视。其次是“能效”杠杆,即由企业直接控制的措施,资金一般来自企业资本支出。节能与能效两大杠杆的结合有助于提高企业行动的效率,为企业带来经济效益,并至少可将能源强度降低本研究所述的一半。第三大杠杆为“价值链合作”,即通过与供应商和业务合作伙伴紧密合作,企业能更有效地控制能源需求影响,降低成本,并在实现净零碳目标的进程中保持领先地位。各行业均需制定引导企业与政府行动的“路线图”。制定企业及国家能源转型计划对于管理能耗与协调供给侧行动必不可少。能源需求与供应领域的各个企业需要与政府合作制定能源转型计划,并增进对现有路径及成果的了解,消除行动障碍。制定企业与国家能源转型计划对于提高对

7、能源需求的认识并采取相应行动具有重要意义。在第28届联合国气候变化大会期间,120多个国家或地区承诺将能源效率提高一倍。国际工商理事会可以成为领军私营部门社区,为各国落实这一承诺提供支持。如今所有企业均有能力采取应对能源需求的 行动,且这些行动可以产生良好的经济效益,加快实现气候目标。能源需求转型4能源需求转型为何至关 重要1能源需求侧行动能够降低31%的能耗,每年可节约2万亿美元。假设企业能够在3年内将年度运营成本降低10%,将会产生哪些影响?如果企业能够将利润率持续提高200至300个基点,将对企业股价产生哪些影响?需求侧行动不仅有助于在减少温室气体排放方面取得重大进展,也有助于提高企业运

8、营韧性。这些问题并非空谈,而是来源于国际工商理事会成员提供的真实案例。本研究的基础能源需求转型正是这些问题的答案。能源三角图1能源转型供应可再生能源核能化石燃料运输输送管道基础设施时间框架能源安全与韧性公正性与可负担性地缘政治各大经济体可持续性与气候变化需求工业城市与建筑交通推动因素:政策、资金、协作技术、数字化及劳动力注:“能源三角”代表能源领域三大难题,即在促进公正能源转型的同时,确保能源可负担性、安全性与可持续性。数据来源:World Economic Forum,Fostering Effective Energy Transition,2023.能源需求转型5挑战能源转型行动加剧了能

9、源安全性、可负担性及可持续性三方面的冲突(见图1)。安全性保障能源安全是进行能源转型的首要挑战,即在日益动荡的地缘政治形势下维护能源的安全与稳定供应,同时重塑目前以碳氢化合物为主导的能源供应格局。2021年至2022年,欧洲面临能源短缺与能源价格上涨的双重挑战,不仅对工业基础造成了冲击,也迫使各国政府从其他新兴市场与发展中经济体常用的渠道采购石油和天然气1,导致这些经济体的煤炭消耗量增加,且整体面临能源价格上涨的压力。可负担性第二大挑战是可负担性,即确保能源使用成本在各企业以及整个社会的经济承受能力范围内。尽管各方对2050年的能源需求预测存在差异(见图2),但整体来说,全球国内生产总值预计将

10、翻一番,且2050年将新增20亿人口,为新兴市场与发展中经济体(能源需求约占目前总需求的60%)的能源供应系统造成更多压力2。这些市场需要明确的经济增长路径,包括提供充分的、可负担得起的清洁能源3。如果未来能源供应水平不足以满足能源需求,可能会导致能源价格上涨,进而制约经济增长并削弱国际竞争力。可持续性第三大挑战是可持续性,即在满足能源增长需求的同时确保全球按计划实现2050年 巴黎协定 目标。假设可再生能源的装机容量增长三倍,根据多种情景预测,到2050年清洁能源供应预计仍将出现严重短缺(见图3),或将需要依赖更多化石燃料来满足能源需求。由于缺乏完善的可再生能源供应链,新兴市场与发展中经济体

11、的能源供应情况也将愈加严峻。目前,大部分议题和行动主要集中在政府与能源企业共同推动能源供应格局的变革,这不仅促使能源系统实现重大转型,还带动了零排放与分布式发电的快速增长。然而,受到许可审批流程速度放缓、缺乏融资渠道等多个问题的限制,与气候和发展目标相比,能源转型的进展并不理想。因此,尽管能源供给侧的行动至关重要,但仅凭此举难以解决问题。2050年能源需求增长预测图233%14%14%9%8%8%21%-3%-22%全球情景中的能耗总量增长百分比(样本)%(基准年至2050年)壳牌“能量群岛”(基准年2019年)埃克森美孚“全球展望”(基准年2021年)施耐德电气“新常态情景”(基准年2018

12、年)道达尔能源“动力情景”(基准年2021年)挪威国家石油公司“壁垒情景”(基准年2020年)英国石油公司“新动力情景”(基准年2019年)国际能源署“既定政策情景”(基准年2022年)国际能源署“承诺目标情景”(基准年2022年)国际能源署“净零碳目标情景”(基准年2022年)现行政策后续行动数据来源:International Energy Agency(IEA),Net Zero Roadmap:A Global Pathway to Keep the 1.5C Goal in Reach,2023;Shell,The Energy Security Scenarios,2019;Exx

13、onMobil,ExxonMobil Global Outlook,2023;Schneider Electric,Back to 2050:1.5C is more feasible than we think,2021;Equinor,2023 Energy Perspectives,2023;bp,bp Energy Outlook 2023 Edition,2023;IEA,World Energy Outlook 2023,2023;TotalEnergies,TotalEnergies Energy Outlook 2022,2022.迄今为止,实现净零碳目标主要依靠政府与能源行业

14、,而非整个经济体层面的行动。能源需求转型6可再生能源供应与商业需求之间的差距图320502022供应缺口75%42%供应缺口30475392227全球商业*最终能耗总量与可再生能源供应及国际能源署既定政策情景(艾焦耳,2022-2050年)商业能源需求可再生能源供应解决能源需求与供应问题、降低当前活动与未来经济增长的能源强度,是当下亟待解决的关键任务。需求侧是企业及社会开展行动的重要领域,这些行动不仅能够提高生产力,还能促进能源有效利用,释放经济增长潜力。需求侧行动即将能源重新分配至新的消费者和/或新的用途,以减少能源浪费、提高能源使用效率。事实上,减少能源使用才是最有效的节能途径。此外,由于

15、任何行动的延迟均会导致能耗增加并延缓气候目标实现,因此需求侧行动存在明显的机会成本。当前科技和经济等条件已经足以支持能源需求变革。各行各业的企业均可利用现有的、可负担得起的技术降低能源强度,即减少能源使用的同时创造相同(或更多)的产出,可以减少能源相关排放量,进一步降低排放强度(制造业或服务业产生的排放)。这种通过减少能源使用创造更多产出的方式具有普遍价值,能够为各市场带来不同的积极效益。例如,对于发达经济体,降低能源强度有助于降低能源总成本,提高竞争力,同时减少对环境的影响。对于新兴市场与发展中经济体,则可以改善安全能源的可及性,增强投资吸引能力,避免形成低效能源系统。解决方案:采取降低能耗

16、的行动,与能源供给侧行动相协调*商业建筑、工业与交通领域的能源需求总量,不包括住宅建筑及公路运输领域。数据来源:IEA,World Energy Outlook 2023,2023.能源需求转型7本研究将全球能源需求分为建筑、工业、交通三大领域,其能源需求共占全球总量的94%4。目前三大领域已确定了可实现5的干预措施,这些措施可将整体能源强度降低当前水平的近31%(见图4),若采取进一步的干预措施,可将整体能源强度降低42%(见图6)。提高能效的影响能源需求侧行动对能源强度的短期降低潜力(仅“可实现”情景)图4垂直划分的能源强度降低潜力(可实现*)垂直划分的2022年全球能源需求整体经济的能源

17、强度降低潜力(可实现*)123 据此得出图(3),即各类干预措施对全球能源强度的潜在综合影响。2022年需求工业建筑交通442艾焦耳6%31%29%38%21%38%工业30%建筑26%交通其他行业11%工业12%建筑5%交通4%其他行业图(1)对各类干预措施(例如,安装更高效的电动机)进行了垂直划分,并将其对整个垂直行业能源强度的潜在影响程度相加。为明确这些变化对全球需求的整体影响,图(2)按照每个垂直行业的能源需求比例对影响程度进行了调整。此外,针对未作深入研究的行业(如图所示“其他行业”)采取了平均强度降低的方法。为了解此类干预措施对全球能源的长期影响,本白皮书讨论了到2030年在全球范

18、围内落实这些干预措施将会产生哪些影响(见附录“A1:建模方法”)。对此,本白皮书首先模拟了2022年至2030年能源强度未改善情况下(即“能效无提升”情景,见图5)的2030年能源需求状况。*“可实现”是指目前在技术上可实现规模化的干预措施,且能够获取此类干预措施对能源强度影响的相关数据;*四舍五入后,百分比总和不等于31%。数据来源:IEA,World Energy Outlook 2023,2023.能源需求转型8“能效无提升”情境下的2030年需求预测图52022年能耗能效无提升的影响2023年“能效无提升”情景442574131+30%全球能源需求(艾焦耳,2022-2030年)202

19、2年能源需求:2022年总能耗能效无提升的影响2030年“能效无提升”情景:能效未进一步提升情况下的2030年能源需求预测-31%-42%-19%574482406393331全球能源需求(艾焦耳,2030年)可实现干预措施对比“能效无提升”情景的影响目标干预措施对比“能效无提升”情景的影响“能效无提升”情景2023年“现行政策”情景2030年“净零碳目标”情景2030年可实现的能源需求*2030年目标能源需求2030年“净零碳目标”情景预测到2030年落实所有可实现干预措施及目标干预措施情况下的能源需求预测到2030年落实所有可实现干预措施情况下的能源需求预测按现有能效提升场景下的2023年

20、能源需求预测如将干预措施应用于2030年的“能效无提升”情景,将能够在减少能源使用的情况下维持产出,使能源强度较制定现行政策的预测水平降低约19%(见图6),相当于将能源强度每年改善4.6%。这一比例超出可持续发展目标、国际能源署及国际可再生能源机构设定的目标,即将目前的全球能源效率提高一倍,达到4%以上,以实现净零碳目标。因此,实施上述干预措施将推动全球提前实现 巴黎协定 设定的目标。拟议干预措施对2030年全球能源需求的影响6图6数据来源:IEA,World Energy Outlook 2023,2023.*“可实现”情景代表采取落实难度较高、依赖可规模化的现有技术的行动,以降低能源强度

21、,在技术上具有可行性。“目标”情景代表落实所有可实现干预措施以及部分尚未成熟、较难实现规模化的干预措施所产生的影响。数据来源:IEA,World Energy Outlook 2023,2023.能源需求转型9能够有效降低能源强度的干预措施必须在经济可承受范围内,才能为我们从化石燃料转向其他能源供应的过程中提供明确路径,且这些路径只占长期资本支出的小部分。根据国际可再生能源机构近期发布的报告,为实现净零碳目标,到2030年能效干预措施的累计成本将达到14万亿美元7。但本研究发现,在此期间可回收高达8万亿美元的成本,并在现行价格支持下,每年可进一步节省高达2万亿美元的年度成本,具体取决于能源价格

22、随能源强度降幅的变化情况(见图7)。2022-2030年能源需求侧杠杆对全球能源需求的影响及相关成本影响示例图7现行政策情景年需求可实现能源需求目标能源需求 全球能耗(艾焦耳)全球能源需求预测情景及相关成本降低(艾焦耳)%较实施现行政策的预测支出可节约共万亿美元若仅按照现行政策行事,不采取进一步需求侧行动,或将造成.万亿美元的额外支出,及,个新发电站才能满足能源需求较年需求可节约.万亿美元较年需求可节约.万亿美元注:1 假设目前每焦耳能源的平均价格不变。旨在说明并量化基于当前支出的理论价格。实际数据取决于能源价格随需求减少的变化情况,以及整个能源系统及其燃料组合的变化;2 国际能源署“既定政策

23、情景”。数据来源:国际能源署“既定政策情景”。尽管供给侧干预措施仍占重要地位,但关于提升能耗的干预措施在实施期间便能够带来显著成本效益,预计十年内即可收回成本,并持续产生长期效益,这将能够有效促进全球实现 巴黎协定 的目标。为助力相关组织提高能源使用效率,本白皮书深入剖析了面临的机遇及挑战,明确了有助于企业降低能源强度的三大杠杆,并提出了实施此类变革可采取的路径。在当前条件下,多数干预措施可立即部署,且预期在一年内可实现显著改观。我们为此开展了一项全球调查,参考了世界经济论坛国际工商理事会120名成员的意见。作为跨国企业组织,国际工商理事会成员直接运营活动产生的能源需求占全球的3%。该项调查旨

24、在了解各企业目前在能源转型中扮演的角色、进一步行动所面临的挑战以及如何应对这些挑战。此外,我们还对成员进行了访谈,探索了在降低能耗方面可推广的相关实践。本白皮书后续将呈现调研结果和建议,为能源领域相关行动提供参考。能源需求转型10三大能源需求杠杆2目前存在三大关键杠杆,可用于降低能源强度,但实现其广泛应用仍面临诸多挑战。三大能源需求杠杆图8杠杆说明能源强度影响中值10%30%45%用于控制现有暖通空调系统的AI软件 暖通空调系统的能源强度降低20%至25%,投资回报期不到1年 利用智能产品、照明及改进的暖通空调系统对建筑进行改造 非工业部门运营所需能源减少27%投资回报期不到15年2 瑞典硫酸

25、厂为城市区域供暖提供能源 城市供暖能源强度降低25%投资回报期不到1年案例研究约约约123简易/投资回报期短复杂/投资回报期长节能价值链合作能效1改变企业长期核心运作模式与活动的节能干预措施,主要由运营支出提供资金,投资回报期较短通过投资核心业务流程,利用更少能源创造相同产出,通常由资本支出提供资金,投资回报期中等与邻近供应链建立可扩展、可复制的合作伙伴关系,通过需求替代、需求整合及灵活的需求响应,改善能源强度与排放强度注:“影响值”系指特定工序的能源强度降幅百分比(例如,安装LED灯可使照明需求的能源强度降低75%),而非企业总体能源 强度的降幅百分比。1 尽管“能效”一词具有普遍意义,但本

26、白皮书所述“能效”系指相对于特定干预措施类型的意义(例如,采用以资本支出为主导的方式,使用较少能源创造相同产出)。因此,此处的“能效”不同于“能源强度”以及此类语境下普遍使用的术语。2 该案例来自阿美公司(Aramco)的“榜样(Lead by Example)”计划。参见在线案例研究:https:/initiatives.weforum.org/energy-and-industry-transition-intelligence/transforming-energy-demand第一大杠杆和第二大杠杆均可在短时间内产生显著效益。节能与能效两大杠杆的结合能够将工序能源强度降低近90%,且无

27、需以技术创新、监管或外部融资的方式替代变革。电气化是实现这一目标的关键路径。相较于燃烧型替代能源,其固有损耗较低,有利于降低现有工序的能源强度。通过反复利用这些杠杆,并培养持续优化的企业文化,有助于推动能源强度实现重大变革。虽然每项行动看似微小,但长期积累将产生显著影响(见案例研究1)。第三大杠杆“价值链合作”,是指企业可以通过与邻近供应链及公共部门开展合作,共同创造新的价值池与收入流。在此过程中,必须与能源供应商协同行动,聚焦长远目标,共同推动面向未来的能源变革。能源需求转型11与其被动等待能源供应问题自行解决,各行各业的企业应积极参与行动,携手推进能源转型。能源需求整合符合“价值链合作”杠

28、杆的要求,它鼓励企业和多方利益相关者共同合作,通过产业集群等形式,推动能源强度的变革。例如,通过区域供暖系统(见图8)或设计循环商业模式等策略进行合作。各企业也可以通过合作实现供应替代,利用自身能源需求与金融机构、能源企业及政府携手,共同推动企业能源强度与排放强度的变革。以南非为例,非洲彩虹矿业公司(African Rainbow Minerals)及其他矿业公司与可再生能源开发商开展合作,利用承购合同及电网“转运”机制构建了了公用事业规模的太阳能发电场。在当地银行的支持以及矿业公司的担保下,这些企业得以在18个月内迅速实现电网建设规模的电力部署,速度远超大多数其他国家或地区。此次合作克服了南

29、非煤炭能源供应的不稳定性,成为了“价值链合作”的一个重要的里程碑。此外,合作有利于提升需求响应灵活性。各企业可以与电力供应商和政府合作,根据需求及价格信号调整运营方式,例如,减少高峰时段的运营、安装能源发电设备或电池储能设备,从而加强能源使用的灵活性。优化需求响应不仅有利于改善排放强度(因为需求密集的情况下通常会使用化石燃料),同时也能够提高电网的效率与效益8。尽管改善能源强度可以带来明显的经济与商业利益,但目前的行动仍面临以下三大挑战:1.缺乏相关意识通过访谈发现,在非能源密集型行业中,许多企业对如何改变能源使用明显缺乏必要的意识。主要体现在企业缺乏制定和执行解决能源消耗问题措施的能力,同时

30、对于相关干预措施对企业能源成本、能源转型及更广泛复原力产生的影响也缺乏明确的认识。此外,能源使用问题往往并非企业最重要的战略优先事项,因此各企业对该问题的关注程度也存在差异,具体而言,82%的企业董事会讨论排放强度有关问题,而讨论能源强度的只有42%。在与企业领导人交流的过程中,我们发现他们普遍认为能源系统问题不属于其管辖范畴,而是应该由政府与能源部门负责解决。在接受调查的国际工商理事会成员组织中,表示充分了解自身能源使用情况的组织有94%,但只有53%的组织了解其供应链能源使用情况。值得注意的是,供应链能耗往往在企业的长期能源及气候影响中占据较大比重。这一问题可能是源于缺乏技术支持的监控与报

31、告措施,以及未在供应链内部建立完善的合作伙伴关系和数据共享机制。能源使用管理在企业内部也呈现出高度分散的特点,涉及众多不同活动,相关职责也分散于多个不同部门。大部分干预措施,例如,更换某工厂的灯泡或在其他工厂安装新的电机,往往只针对局部范围,难以激发员工的参与热情,对企业实施有效控制措施和实现变革贡献有限。许多企业在管理能源成本的方面缺乏负责专门人员或部门。据调查,有29%的企业未设立专门的部门负责人。2.难以实现适当的投资回报在接受调查的成员中,38%的成员表示,降低能源/排放强度的解决方案因投资回报期较长而无法带来丰厚的回报。例如,建筑改造可以产生巨大价值,但其投资回报期往往长达8年,而企

32、业的规划周期通常为3到5年。因此,企业或金融机构融资时,他们更关注通过降低能源强度、延长相关回报期来节约成本,而非寻求收入增长。3.政策环境支持力度不足许多企业多次提及,当前的政策与法规限制了进一步采取降低能源强度的行动,主要包括:缺乏支持性法规(47%)、政策不明确(47%)以及激励机制不完善(38%)。为了有效应对这些挑战,政府需制定和完善相关的政策与法规,以激励企业落实并协调降低能源与排放强度的行动。挑战:增强相关意识,营造良好政策环境82%的企业董事会均关注碳排放强度,而关注能源强度的企业董事会仅有42%能源需求转型12商业解决方案整体 方案3企业可通过以下三步行动降低直接运营与间接运

33、营的能源强度。1.评估建筑、工业与交通领域的能源使用情况:对建筑,工业,交通领域的企业内部以及其价值链的能源使用情况进行细分。企业可以考虑应用第4章列明的具体干预措施(并结合本白皮书案例研究与在线案例研究中的最佳实践),以确定适合自身情况的杠杆以推动变革。不同行业面临着不同的能源挑战,因此需要采取针对性的措施。例如,金融企业可以针对能源强度改善项目提供创新型融资解决方案,产品制造商可以寻求降低产品生命周期能耗的多种途径。此外,考虑到地理差异,新兴市场与发展中经济体以及快速增长市场中的企业,可能更加重视采取措施降低增长过程中的能源强度,而非仅仅改善当前运营状况。2.认识企业在能源系统中的作用:评

34、估完成后,每家企业均需明确自身在能源系统中的作用(见图9)。尽管能源系统中的所有角色均有机会做出贡献,但明确自身在其中的定位依然至关重要,这不仅有利于指导企业确定当前的关注重点,还能帮助企业甄别并采取最高效的行动策略。典型主体能源供应商说明节能能效价值链合作能源转型过程中的潜在参与主体供应商与用户高能耗用户低能耗用户推动者高低中中当前能源意识最具影响力的需求杠杆行业示例能源企业能源生产商可再生能源供应商,与客户共同合作,降低能源强度跨价值链合作,助力能源转型减少能源使用,与其他企业分享最佳实践重点关注需求整合提供技术、资金或其他支持(例如,咨询服务)为其他企业提供能源的供应商供应能源且使用大量

35、能源的企业从事能源密集型活动的企业;运营中的能源成本比例较大非供应商且无需在运营中使用大量能源的企业能够帮助其他企业减少能耗的企业钢铁化工混凝土采矿快速消费品零售商消费者技术咨询和金融服务减碳及碳核算技术需求响应石油与天然气高高能源系统中的各类主体图9能源需求转型133.制定变革计划最后,企业应思考如何就能源转型计划做出切实改变。该计划由政府与企业共同制定,旨在到2030年将能源效率提高一倍,明确并实现需求侧利益,同时将可再生能源生产能力提高两倍,从而将需求侧行动与供给侧行动结合统一。为此,企业各关键经济部门应协调行动,将国家与地方各级政府目标和实施路线图整合起来,并通过市场机制合理分摊成本。

36、公共部门与私营部门的能源转型计划应当相互衔接,并提供多种路径以满足整体目标。此类计划应与更宏观的净零碳目标转型计划平行进行,相辅相成。我们根据世界经济论坛下属企业的案例研究,划出了通过系统化的方法制定与执行变革计划的五个重点领域(见图10)。执行方案图10制定战略集中资源发展融资开展合作落实举措 制定直接与间接能源的能源转型计划 使用精确的数字化测量技术 纳入与全球目标相关联的总体需求目标(例如,将能源效率提高一倍)为行动创建业务案例以确定优先级 在所有组织层面统一目标、问责制与激励机制 建立集中管理团队,负责执行能源强度相关任务与融资工作 设立首席能源官,负责向首席执行官/首席财务官报告相关

37、工作 确定融资机制 早期确定有意就复杂需求融资开展合作的金融机构 推广可通过干预措施节约成本的解决方案 建立数字化影响衡量机制,并在内部/同行间进行对比评估 与执行和集中管理团队的激励机制相联系 开展跨企业合作,推动变革在相关供应链得到深入实施,助力实现更广泛的变革 尽早与政府及供应链参与主体建立合作 借此建立支持变革的基础设施 确定可为干预措施提供担保的客户与供应商(例如,签订承购合同)鼓励员工分享想法和意见,帮助其提高技能水平,为推动变革提供支持切实可行的治理措施能够有效推动变革并激励相关供应链开展行动。鉴于衡量这些措施效果的难度,改变观念、优化治理结构与建立激励机制将有助于推动实现更广泛

38、的治理,从而为企业带来长期效益。企业应设立首席能源官职位,确定能力、资金和治理方面的变化,以推动实现更广泛的变革。尽管此类治理措施具有巨大潜力,但由于相关意识不足且解决方案的分散性,其目前的应用范围十分有限。能源需求转型14商业解决方案推动 建筑、工业与交通领域 变革的特定干预措施4各领域可以实施相关干预措施,但需要公共与 私营部门合作才能克服阻碍,推动变革。目前,建筑、工业与交通领域的相关经济部门,已充分认识到干预措施对全球能源使用总量的影响,并将其纳入工作重点。这些干预措施不仅为推进变革提供了可行路径,还提供了克服行动障碍的多元策略。我们应将着重关注当前具备实施条件的干预措施,同时,也要意

39、识到持续进行技术创新、淘汰传统系统的必要性。实现能源领域的深刻变革,需要私营与公共部门的利益相关者紧密合作,以协调现有的基础设施与供应链,从而在技术层面实现能源需求的变革。这种公私合作模式有助于克服利益相关者难以单独解决的问题,进一步推进行动。人工智能等未来的技术发展可以在多个领域产生深远而积极的影响。人工智能可以为降低各垂直行业的能源强度、提高能源利用效率创造丰富机遇,详情请见下方案例。人工智能技术形态多样,且仍在持续发展。当前,部分人工智能技术已经具备规模化应用的能力,能够有效促进企业及消费者在能源强度方面实现具有经济效益的变革。现阶段的技术重点在于实现节能,即通过运营支出支持对现有工序进

40、行优化,从而减少能源消耗。该技术通常能够利用实时数据改进对环境条件的预测精度,进而推动实现系统变革。以交通领域为例,谷歌已经在此方面取得了显著成果。例如,谷歌地图利用人工智能技术,结合当前交通状况、地形及限速要求,为多个国家或地区的用户提供最省油路线。据估计,自2021年10月以来,该方案已成功减少240多万吨二氧化碳当量(MtCO2e)排放,并在不降低服务质量的前提下,节省了相当数量的能源。类似技术也可以应用于企业车队路线管理。通过优化路线规划,降低燃料总成本与能源强度,提升运输效率。如需了解人工智能对能源转型的作用以及更多信息,请参阅 人工智能加速推进气候行动报告。人工智能与能源强度案例1

41、能源需求转型15本白皮书中涵盖的垂直行业与领域图11包括不包括按垂直行业与领域划分的全球最终总能耗(艾焦耳,年)垂直行业垂直领域干预领域示例*按领域划分工业采矿与采掘钢铁化工水泥其他工业领域住宅建筑商业建筑其他建筑领域陆运航运海运其他交通领域建筑交通其他行业按子领域划分%轻工业采掘化工报废建筑现有建筑货运客运新建筑钢铁改造电动汽车钢铁%覆盖范围逐渐细化*上述示例将在本白皮书后续章节进行详尽阐述。所列举的示例并未涵盖所有有效的干预措施。例如,在交通领域,除电动汽车以外,改用更高效的内燃机汽车也可以显著降低能源强度。数据来源:IEA,World Energy Outlook 2023,2023.本

42、白皮书中所述的工业系指包含商业产品生产的垂直行业,包括重工业(钢铁、水泥、化工、铝、采掘)以及轻工业(所有其他行业)。工业领域的能源需求约占全球的38%,其温室气体排放量占全球总量的21%9。为说明工业相关能耗状况,本白皮书特选取了化工业、采掘业、餐饮业及制药业的相关案例,并着重对钢铁制造业进行了深入剖析。经过既定的干预措施(例如,引进高效电动机),各工序的能源强度可降低90%。如果这些措施能得到普遍推广和实施,垂直行业的能源强度有望就当前水平降低29%,全球能源需求总量或将降低11%。鉴于所有企业的价值链均涵盖工业领域,实现这一目标需要所有企业的共同努力。工业4.1机遇能源需求转型16工业领

43、域各类干预措施对能源的影响 图12%节能能效涉及不同时期与不同地区%价值链合作%注:上述数据反映各类干预措施对能源使用子类别的影响程度(例如,员工培训水平对机器能源强度的影响),而非反映对工业能源需求或全球能源需求总量的影响程度。蓝色数据点代表各类干预措施的影响程度的中值。数据点基于国际工商理事会成员的案例等相关研究。能源需求转型17工业领域的需求干预措施图13节能能效价值链合作工业领域的需求干预措施123 智能工艺设计,例如,利用人工智能优化工厂生产线设计 开展员工培训,提高员工节能意识,以减少原料浪费、降低能耗 生产线废料的收集与再利用 将传统燃油汽车的装备升级为电动机,并对电动机实施最低

44、能效标准 升级暖通空调设备 对工业生产过程180以下的低温热源进行电气化改造 使用热电联产系统 余热回收与再利用 低功率因数设备(例如,电机、加热系统及照明设备)功率因数校正系统 LED灯照明 回收旧件用于再制造 采购绿色原材料 整合需求,采购清洁能源与可再生燃料 建设跨行业产业集群,共享基础设施、合作降低能源强度 建立企业与企业之间的合作伙伴关系,改善产品使用过程中的能源强度 能源中心支持与综合能源解决方案“难减排领域”由于能耗巨大,且需要引进前沿的高效技术(例如,直接还原铁炼钢技术),往往需要进行“彻底的改造”。因此,能源需求侧干预措施成本的提升,可能会增加需要在25年至40年内摊销装机容

45、量的行业的压力。目前,节能与能效两大杠杆可在避免全面改造的前提下,大幅降低能源消耗。然而,许多公共政策举措往往更关注“高成本”的转型变革,却忽视了这两大杠杆的巨大潜力。若想切实落实 巴黎协定 的各项目标,市场参与者及政策制定者应重点关注此类易于实施的举措,将其放在与实现基础设施全面现代化同等重要的战略地位。长远来看,创新或将有利于推动开发更加节能的产品。例如,某化工企业与某环境服务企业合作提出一项设计,旨在促进欧洲地区电动汽车的电池金属回收,从而确保欧洲地区关键材料的本地供应。此外,人工智能的影响也将持续扩大,目前的用例包括支持工业机器的预测性维护。人工智能能够预测潜在的故障并提前进行维护,有

46、利于延长机器正常运行时间,减少不必要的计划干预,延长机器的使用寿命。1.重工业采矿与采掘采掘业(采矿、石油、天然气)的能源使用量约占全球总量的8%。在采矿业中,约93%的能源被用于采掘、矿内运输以及破碎,这些活动均高度依赖设备运作。因此,该行业的主要干预措施着重于提升能效,具体包括推动工厂运营的数字化优化,以及运输自动化与电气化。通过优化路线、增加设备正常运行时间及精准控制油门输入,自动化卡车运输网络或将能够减少15%至20%的运输能源需求。以2018年数据为例,某跨国矿业公司的自动驾驶卡车较人工驾驶卡车,每辆车的运行时间增加了700小时,降低了15%的成本。但在实施这些改进措施时,必须确保能

47、源转型的公正性,并充分考量自动化对从业人员可能带来的影响。石油与天然气领域的工序通常以资产为核心,因此,提高能效同样成为了推动该领域变革的关键杠杆。例如,改进钻井技术能够显著缩短钻井周期并提高生产效率:某石油天然气巨头与某石油天然气服务企业通过合作部署了闭环自动有线钻杆,旨在提供实时钻井数据,实现对每个钻井过程的精准监控与调整。该技术使得每个钻井周期缩短了82%。基于实时数据的反馈,两家企业得以在特定区域更加高效地开采碳氢化合物,不仅提高了总体产量,还显著降低了钻井作业的能源强度10。工业案例工业领域 能源强度或将降低29%能源需求转型18化工化工领域的能源需求约占全球的10%。由于其终端产品

48、(例如氨、甲醇)需求呈现出约4%的高速年增长率11,因此该行业在推动能源转型方面扮演着举足轻重的角色。能源作为原料的使用量约占据了化工领域能耗的一半,且由于化学合成工艺的高精密度特性,这些原料通常难以使用替代品。尽管如此,针对该行业中能耗最高的蒸汽裂解工艺(约占该行业能耗的8%)12,可以通过改用非蒸汽催化裂解方法降低能源强度。例如,相较于传统的催化方法,陶氏UNIFINITY流化催化脱氢技术可将能耗强度降低约20%,且能够在现有的蒸汽裂解装置上进行改造。2.轻工业制药2021年,制药行业的能耗约为10亿美元,其中,主要的直接能耗来源于暖通空调系统(约占能源需求的65%)。面对全球能源危机造成

49、的巨大盈利压力,某美国制药企业13在一处工厂内安装了热电联产设备,旨在利用产生的热量为生产工艺提供动力,提升能源使用效率、降低成本。经过实际应用验证,该设备使一次能源消耗降低了37%,同时减少了排放量。若该设备能在在整个制药行业得到广泛应用,预计可将能耗水平降低高达20%。餐饮餐饮行业的能源强度降低程度一直相对较低,从2000年至2020年,食品制造业的能源强度仅实现了6%的降幅14。美国某饮料公司的冷饮设备是形成其能源系统碳足迹的最大来源。通过与装瓶商和供应商积极合作,该公司研发出一种新型设备,其总能耗较普通机器降低了10%。此外,该公司在电力需求较低的夜间时段使用电力对设备进行冷却,不仅提

50、高了电网使用效率,也有效限制了对较灵活、排放强度较高的能源的需求。尽管所有行业均已具备采取相关行动的能力,但由于特定行业面临的障碍,这些行动未能大规模实施。且由于各行业能源使用水平不尽相同,轻工业与重工业面临的障碍也存在差异(如下文所述)。但通过与邻近供应链开展合作,可以有效克服这些障碍。均化能源成本高且利润率水平低的转型变革面临诸多复杂挑战。相对而言,轻工业虽然在能源使用上较为节制,但其转型变革的成本也不容忽视。利益相关者之间的协作便尤为重要,为促使企业更换设备,可进一步探索新型融资与还款方式,如延长还款期限、实施利益共享机制等。由于信誉及担保不足,中小型工业企业融资难度较大。为此,银行与保

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